1

Sadržaj

1.UVOD.......................................................................................................................................1

2. MATIČNA PLOČA (Motherboard, mainboard).........................................................................2

3. RAD MATIČNE PLOČE.............................................................................................................3

3.1. Komponente matične ploče..................................................................................................4

3.1.1 Čipseti (Chipsets)................................................................................................................4

3.1.2 Slotovi za proširenje...........................................................................................................5

3.1.3 Slotovi za memoriju i eksterni keš.......................................................................................7

3.1.4 Procesor i procesorski slotovi ili sokete...............................................................................8

3.1.5 Konektori za napajanje.......................................................................................................9

3.1.6 Konektori za disk drivere...................................................................................................10

3.1.7 Konektori za tipkovnicu....................................................................................................10

3.1.8 Periferni port i konektori..................................................................................................10

3.1.9 BIOS čip............................................................................................................................11

3.1.10 Konfiguriranje matične ploče (BIOS)................................................................................11

3.1.11 CMOS baterija.................................................................................................................12

3.1.12 Džamperi ( Jumpers ) i DIP prekidači...............................................................................13

3.1.13 Firmver (firmware)..........................................................................................................14

4. MODELI MATIČNIH PLOČA.....................................................................................................14

4.1 Backplane Systems..............................................................................................................14

4.2 Full-size AT..........................................................................................................................15

4.3 Baby AT...............................................................................................................................15

4.4 LPX......................................................................................................................................15

4.5 ATX......................................................................................................................................15

4.6 NLX......................................................................................................................................16

5. FORMATI MATIČNIH PLOČA...................................................................................................16

6. PCI-Express 2.0 matična ploča - Chipset Intel X58...................................................................17

7. ZAKLJUČAK............................................................................................................................22

8. LITERATURA..................................................................................................................................23

2

1.UVOD

Kada bismo uspoređivali računar s ljudskim organizmom mogli bismo reci da je matična ploča kostur- to je matična ploča koja međusobno povezuje sve komponente personalnog računara, te sadrži niz konektora za dodatne kartice, što omogućuje lako i jednostavno proširivanje računara. Sklopovi mogu biti zalemljeni na matičnu ploču ili se mogu dodati u za to predviđena podnožja i priključnice.

Ovakav koncept personalnog računara naslijeđen je još od originalnog IBM-ovog PC-a. Svi su se uređaji i proširenja mogli lako zamijeniti i bilo je moguće pridodati nove funkcije bez promjene matične ploče. Matična ploča će velikim dijelom definirati mogućnosti računara, stoga je odluka o matičnoj ploči vrlo važna.

Često se prodaje zasebno, bez procesora, memorije i dodatnih sklopova (kartica) kako bi kupac sam mogao sastaviti računar prema svojim potrebama. Model matične ploče zavisit će od vrste mikroprocesora koji želite imati u računaru i nizu drugih faktora. Nove matične ploče uključuju mnoštvo integrirane elektronike, poput ugrađenog modema, zvučne, mrežne ili grafičke kartice. Matične ploče se razlikuju po dimenzijama, ali i po položaju priključaka i prostora. Stoga matična ploča mora odgovarati kućištu u koje je namjeravamo ugraditi.

3

2. MATIČNA PLOČA (Motherboard, mainboard)

Matična ploča je glavna po l uprovodn i čka p l oča ko ja omogućava komunikaciju između ostalih hardver s k i h d ijelova u računar u . Ona direktno utiče na performanse računara s hodno mogućnostima njenog č i p s e t a , s ocke t a i kvaliteti ostalih dijelova na ploči. Matične ploče su mnogo uznapredovale, tako da je danas sasvim uobičajeno da matična ploča ima već ugrađen zvučni č i p , graf i čki č i p , m režni č ip, U SB pr iključke, pa čak i proce s or, dok su f l oppy kon trolori već odavno uobičajeni, iako su prije i oni bili odvojeni.

Matična ploča

3. RAD MATIČNE PLOČE

Jedan od najvažnijih dijelova matične ploče je sabirnica. Preko sabirnice idu svi podaci, te tako komponente međusobno komuniciraju. Brzina sabirnice se mjeri u MHz-ima (megahercima). Što je veća brzina to se više podataka istovremeno može prenijeti. Najvažnija sabirnica je FSB sabirnica, koja povezuje Northbridge i CPU, a kako memorija ide preko Northbridge-a FSB-ova brzina može dramatično povećati performanse računara. Osim FSB- a, postoje i druge sabirnice:

Memorijska sabirnica spaja Northbridge sa memorijom IDE sabirnica spaja Southbridge sa hard diskovima ili CD/DVD uređajima AGP sabirnica spaja grafičku kartu sa memorijom i CPU PCI sabirnica spaja PCI slotove sa Southbridge-om, također PCI sabirnicu koristi novi PCI Express (koji se nameće kao zamjena za PCI i AGP)

4

3.1. Komponente matične ploče

čipseti slotovi za proširenje slotovi za memoriju i eksterni keš procesor i procesorski slotovi ili sokete konektori za

napajanje konektori za disk drajvere konektori za tastaturu periferni port i konektori BIOS čip

CMOS baterija džamperi (Jumpers) i DIP prekidači firmver (Firmware)

Ovdje možemo naučiti koji se dijelovi matične ploče najviše koriste, čemu služe i gdje se točno nalaze na matičnoj ploči.

3.1.1 Čipseti (Chipsets)

Čipset je skup čipova ili integriranih ploča koji veže sve ostale dijelove sa procesorom.Zadatak čip seta je da omogući međusobnu komunikaciju između praktično svih dijelova računara, tako da se on može promatrati kao srce matične ploče.

Glavni dio koji veže sve ostale dijelove sa procesorom, te šalje glavnom procesoru (CPU) informacije ostalim dijelovima. Sastoji se od dva dijela:

NorthBridge: NorthBridge je direktno povezan sa procesorom preko FSB-a (en. Front Side Bus ili sabirnica) što omogućava brzu dostupnost podataka iz memorije i grafičke kartice. Od njega najviše zavise performanse matične ploče. Integriran je na matičnu ploču što znači da se ne može mijenjati, ali njegova voltaža i performanse se mogu mijenjati kroz BIOS ili softverski.

Southbridge: Southbridge je sporiji od Northbridge-a te sve informacije iz procesor-a idu prvo preko Northbridge-a pa tek onda na Southbridge koji je sabirnicama spojen na PCI, USB, zvučni čip, SATA i PATA konektore itd.

Tipičan skup čipova (Chipset) matične ploče

3.1.2 Slotovi za proširenje

5

To su najvidljiviji dijelovi svake matične ploče. Koriste se kako bi se u njih instalirali razni uređaji za proširenje mogućnosti računara koji se mogu montirati ( video, mrežne, zvučne i interfejs kartice).Osnovni tipovi slotova za proširenje koji se koriste danas su:

ISA PCI AGP PCI-e AMR CNR

Važno je napomenuti da se svaki od ovih tipova razlikuje po izgledu I funkciji.

ISA slot (Industry Standard Architecture)- lako su prepoznatljivi jer su obično crne boje Isastoje se iz dva dijela: jednog kraćeg i jednog dužeg.

ISA slotovi za proširenje

PCI slot (Peripheral Component Interconnect)- lako su prepoznatljivi pošto su kratki (oko7,5 cm), uglavnom su bijele boje i mogu se naći skoro u svim računarima procesora Pentium proizvodnje i jače.

PCI slotovi za proširenje

AGP slotovi (Accelerated Graphics Port)- su veoma popularni za primjenu s video karticama, dizajnirani su da budu direktna veza između grafike i memorije PC-ja. Lako su prepoznatljivi jer su uglavnom braun boje i nalaze se odmah uz PCI slotove na matičnoj ploči i kraći su od njih.

6

AGP slot za proširenje

PCIe slot (PCI Express)- je najnoviji slot za proširenje koji se koristi na matičnim pločama. Kreiran je kao zamjena za AGP i PCI. Ima sposobnost da bude brži od AGP-a i u isto vrijeme zadrži fleksibilnost PCI-a. Postoji sedam različitih nivoa PCIe-a i označeni su kao 1X, 2X,4X, 8X, 12X, 16X i 32X. Grubo se podudaraju sa naznačenim AGP brzinama. PCIe slotove je malo teže identificirati nego ostale slotove, jer njihova veličina odgovara njihovoj brzini, što je dulji slot to mu je i brzina veća. Razlozi za to potiču iz koncepta PCIe staza koje su zapravo umnožene komunikacione jedinice između bilo koje dvije PCIe komponente i u direktnoj su vezi sa fizičkim povezivanjem na magistrali.

PCIe slotovi za proširenje

AMR slotovi (Audio Modem Riser)- 46-pinski slotovi su nekada bili uobičajeni na mnogimIntelovim matičnim pločama.

AMR slot za proširenje

7

CNR slotovi (The Communication and Network Riser)- mogu se naći na nekim Intelovim matičnim pločama kao zamjena za Intelove AMR slotove.Ovi 60-pinski slotovi omogućavaju proizvođaču matičnih ploča da ugradi čipset matične ploče sa pojedinim integriranim karakteristikama. Ukoliko je integrirane opcije čipseta potrebno pojačati može se dodati CNR Riser kartica.

CNR slot za proširenje

3.1.3 Slotovi za memoriju i eksterni keš

To su najkorišteniji slotovi na matičnoj ploči i sadrže module u koji se postavljaju memorijski čipovi koji čine osnovnu memoriju, memoriju u kojoj se čuvaju podaci koji se trenutno koriste kao i instrukcije procesoru.

Većinom, današnji kompjuteri koriste memorijske čipove postavljene na malom tiskanom kolu. Neki od ovih tiskanih kola nazivaju se Dual Inline Memory Modules ( DIMMs ). DIMM-ovi variraju po broju konduktora, ili pinova koje upotrebljava određena fizička specifikacija. DIMM slotovi su obično crne boje i postavljeni su vrlo blizu jedni drugima. Broj memorijskih slotova varira od jedne do druge matične ploče ali je izgled drugačije ploče i dalje sličan. Ponekad osnovna memorija bude preopterećena zahtjevima koji dolaze od procesora. Da bi postigao zadano RAM, mora da pribavi informaciju od procesora istog trenutka, ali RAM nije brz koliko i procesor i procesor tada mora da sačeka. Zbog toga dolazi do primjetnog usporavanja čitavog sustava. Jedno od rješenja je upotrijebiti prostor na hard disku kao RAM memoriju i to se naziva virtualni RAM ( VRAM). VRAM je spojen, optimiziran prostor koji informacije isporučuje RAM-u brže nego da dolazi iz glavnog memorijskog prostora na hard disku.

Dodavanjem keš memorije možemo ubrzati rad osnovne memorije. Keš memorija je vrlo brz oblik memorije zasnovan na konceptu statičkog RAM-a. Keš poboljšava rad sistema predviđajući koju će naredbu procesor uputiti slijedeću i pripremajući ovu informaciju prije nego što je zatražena. Ovaj obrazac omogućava kešu da bude manje veličine nego i sam RAM. U kešu se čuvaju samo najskorije korišteni podaci i naredbe, kao i oni za koje se predviđa da će naredno biti uporabljene. Keš na matičnoj ploči je poznat kao eksterni keš jer se nalazi na samom procesoru. Također se naziva i kešom drugog nivoa ( L2) nasuprot L1 kešu prvog nivoa koji je integriran u procesor.

8

Različiti formati memorijskih modula

3.1.4 Procesor i procesorski slotovi ili sokete

„ Mozak“ svakog kompjutera je centralna procesorska jedinica (CPU) ili procesor. On obavlja sve proračune i odgovoran je za 90% funkcije računara. U današnjim računarima procesor je dio koji je najlakše uočiti na matičnoj ploči, to je obično komponenta na kojoj je zakačen ventilator, hladnjak ili oboje. Ovi uređaji se koriste za uklanjanje toplote koju procesor proizvodi. Teoretski, Pentium (ili jači) procesor stvara toliko toplote da bi bez hlađenja izgorio poslije nekoliko sati.

Soketi i slotovi na matičnim pločama su brojni i raznoliki koliko i sam procesor. Soketi su u suštini ravni i imaju nekoliko redova rupica raspoređeni u kvadratni oblik.

Procesor s ventilatorom Primjer procesorskog soketa Procesorski adapter za slot i hladnjakom

9

3.1.5 Konektori za napajanje

Prije svega, da bi matična ploča uopće radila na nju moraju da se dovedu potrebni naponi iz stupnja za napajanje. Današnje matične ploče ATX formata imaju jedan ili dva konektora za priključenje napona za napajanje.

Prvi od njih (ATX konektor) je obavezan i ima 20 pinova i preko njega se dovode naponi :

+3,3V, +5V, -5V, +12V, -12V, pomoćni napon +5VSB, kao i signal za uključenje računara PS-ON i signal ispravnosti napona za napajanje PW-OK (ovaj signal se najčešće naziva

power good i označava sa PG).

Drugi konektor (ATX 12V konektor) ne postoji na svim matičnim pločama. Prvi put se pojavio na novijim Pentium 4 matičnim pločama. Njime se dovodi napon +12V na dio matične ploče na kome se nalazi posebni prekidački stupanj za napajanje i koji koristeći taj napon proizvodi napon za napajanje jezgra mikroprocesora.

3.1.6 Konektori za disk drivere

10

Skoro svaki računar koji se danas proizvodi koristi neku vrstu disk driver-a za skladištenje podataka i programa. Većini driver-a je potrebna konekcija sa matičnom pločom da bi računar mogao da „razgovara“ sa diskom. Ove konekcije su poznate kao drive interface i postoje dvije glavne vrste : floppy drive interface i hard disk interface. Floppy disk interface omogućavaju floppy disk jedinicama ( FDD-ovi ) povezivanja na matičnu ploču i analogno tome hard disk interface čine isto za hard diskove. Interface se sastoje od štampanog kola i porta. Većina matičnih ploča koji se danas koriste sadrže floppy i hard disk interface.

3.1.7 Konektori za tipkovnicu

Najvažniji ulazni uređaj kod personalni računara je tipkovnica. Sve matične ploče imaju konektor koji omogućava da se tipkovnica poveže direktno na matičnu ploču kroz kućište. Postoje dvije glavne vrste konektora za tipkovnicu. Nekada su to bili AT i PS/2 konektori. U današnje vrijeme PS/2 konektori zadržavaju popularnost, ali ih velikom brzinom zamjenjuju tipkovnice koje se povezuju preko USB priključka. Originalni AT konektor je okrugao, promjera oko 1,75 cm sa 5-pinskom DIN konfiguracijom. PS/2 konektor je manji 6-pinski mini-DIN konektor. Većina novih računara koji se danas mogu kupiti posjeduju PS/2 konektor za tipkovnicu, kao i PS/2 konektor za miš odmah iznad njega na matičnoj ploči.

AT konektor na matičnoj ploči Konekotr PS/2 tipa na matičnoj ploči

3.1.8 Periferni port i konektori

Da bi računar bio od koristi i imao najveću moguću funkcionalnost, mora postojati način da se podaci u njega unesu kao i da se mogu iz njega prenijeti. Mnoštvo različitih portova/priključaka je dostupna u te svrhe. Ukratko, sedam najčešćih vrsta portova koje možemo vidjeti na računaru su serijski, paralelni, univerzalna serijska magistrala ( USB- Uneversal Serial Bus ), Ethernet, zvučni ulaz/izlaz i igrački portovi.

Dodaci na matičnoj ploči

Postoje dva načina povezivanja ovih portova na ploču ( pretpostavljajući da električno kolo koje osigurava ove funkcije integriranu matičnu ploču ):

11

Povezivanje sa prednje strane ploče- omogućava povezivanje portova u kućište računara, obično na poleđini kućišta uz pomoć posebnog kabla za prednju stranu matične ploče ili muški konektor koji isključuje tragove matične ploče za tu funkciju.

Metoda direktnog lemljenja (DS metoda) – portovi su lemljeni direktno na matičnu ploču, najčešće se upotrebljava na integriranim pločama u brendiranim strojevima.

Periferni portovi i konektori

Igrački port Audio konekotri

3.1.9 BIOS čip

Pored procesora, najosnovniji čip na ploči je ulazni/izlazni sistem (BIOS) čip. Ovaj posebni memorijski čip sadrži BIOS softver koji govori procesoru kako da međusobno komunicira sa ostatkom hardvera povezanim na računar. BIOS čip se lako prepoznaje : u koliko imatebrendirani računar ( Compaq, IBM, HP i slično ), ovaj čip ima na sebi ime proizvođača i , u glavnom, tiskanu riječ BIOS. Kod klonova ovaj čip obično nosi naljepnicu nekog od glavnih BIOS proizvođača ( AMI, Phoenix/Award, Winbond, etc ).

3.1.10 Konfiguriranje matične ploče (BIOS)

Već je rečeno da se prilikom sklapanja računara mora izvršiti konfiguriranje matične ploče. Većina podešavanja u okviru ovog konfiguriranja obavlja se iz Setup programa prilikom prvog uključenja računara, ali još uvijek ima matičnih ploča kod kojih treba ručno podesiti neke od njih. Potrebna podešavanja su obično navedena u uputstvu za matičnu ploču koje se obavezno dobiva prilikom njene nabavke.Najvažnija od njih zavise od mikroprocesora koji je primijenjen na toj matičnoj ploči.

Kao prvo neophodno je podesiti napon napajanja mikroprocesora.Današnji mikroprocesori imaju dva napona napajanja.

12

Jedan je za ulazno/izlazne jedinice, a drugi za jezgro procesora u kome se i vrše sve potrebne operacije. Dok se za prvi napon najčešće koristi napon +3,3V iz stupnja za napajanje, za napajanje jezgra mikroprocesora postoji na matičnoj ploči poseban prekidački (impulsni) stupanj za napajanje. Ovaj stupanj za napajanje daje potrebni izlazni napon, čiju veličinu treba podesiti prema uporabljenom procesoru.Stariji mikroprocesori su imali taj napon u intervalu od 2 do 2,9V, a sadašnji mikroprocesori zbog manjeg zagrijavanja imaju napon od oko 1,5V, sa tendencijom daljeg smanjivanja. Važno je podesiti točnu vrijednost ovog napona, jer ako se postavi manja vrijednost mikroprocesor neće pouzdano raditi, a ako se podesi veća vrijednost, doći će do pregrijavanja mikroprocesora što može dovesti do prekida njegovog rada, pa čak i do trajnog oštećenja.Drugi parametar koji je potrebno podesiti je učestalost sustavne magistrale. Matične ploče obično pružaju mogućnost izbora ove učestalosti, pa treba izabrati učestalost odgovarajuću primijenjenim komponentama.

Na kraju treba podesiti i takozvani množilac, to jest broj sa kojim treba pomnožiti učestalost sustavne magistrale da bi se dobila učestalost na kojoj radi jezgro mikroprocesora. Ostala podešavanja se obično izvode iz Setup programa, bilo intervencijom korisnika, bilo automatski.

Zato prije prvog uključenja sklopljenog računara treba dobro proučiti uputstvo koje je došlo uz matičnu ploču, da bi se upoznali sa potrebnim podešavanjima i načinom njihovog izvođenja.

Matične ploče su relativno pouzdane komponente suvremenih PC računara i rijetko se kvare. Zbog same tehnologije njihove izrade, to jest korištenih namjenskih integriranih kola visokog stepena integracije sa velikim brojem pinova (i preko 200 kod većih kola) i SMD tehnike lemljenja elemenata na štampanu ploču, male su mogućnosti za popravak neispravne matične ploče. I pored toga, neke kvarove je moguće otkloniti. Rečeno je da se na matičnoj ploči nalaze regulatori napona (prekidački i kontinualni) koji daju napone za napajanje jezgra mikroprocesora, memorijskih modula i AGP porta. Ako neki od tih regulatora ne daje potreban izlazni napon, moguće je otkriti neispravni element i onda ga zamijeniti nekim odgovarajućim. Ti elementi su najčešće tranzistori MOS-FET tipa, ili integrirani stabilizatori napona koje je često moguće nabaviti i relativno lako zamijeniti pošto imaju mali broj izvoda.Također se dešava da elektrolitski kondenzatori u regulatorima napona i na njihovim izlazima izgube kapacitet, pa čak i da im iscuri elektrolit, što može izazvati kratke spojeve između pojedinih točaka na ploči. Ovakvi elektrolitski kondenzatori se prepoznaju po napuhanoj izolaciji oko izvoda, ili po smanjenom ili istopljenom plastičnom omotaču. Njihova zamjena ne predstavlja problem i ako nisu izazvali dalje kvarove, velika je vjerojatnost uspješne popravke.Postoje matične ploče različitih karakteristika i mogućnosti, a samim tim i cijena.

3.1.11 CMOS baterija

Svaki PC mora da zadrži pojedina podešavanja kad je isključen i kad je i pri tome isključen strujni kabel. Ova podešavanja uključuju sljedeće: datum, vrijeme, konfiguraciju hard diska i memoriju. Računar čuva ova podešavanja u posebnom memorijskom čipu nazvanom Complimentary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) čip. Zapravo, CMOS je vrsta memorijskog čipa ; to je parametarska memorija za BIOS. Kako bi zadržali svoja

13

podešavanja, memorija mora da ima stalno napajanje. Kad se računar isključi, sve što je ostalo u glavnoj memoriji je izgubljeno zauvijek. Kako bi smo spriječili da CMOS izgubi informacije ( što je veoma važno da se ne desi ) proizvođači matičnih ploča ugrađuju malu bateriju koja se zove CMOS baterija koja napaja CMOS memoriju. Baterije se prave u različitim oblicima i veličinama, ali sve obavljaju istu funkciju. Većina CMOS baterija izgleda poput velike baterije za sat ili male baterije cilindričnog oblika.

Nekada su se koristile nikl-kadmijumske baterije koje su se dopunjavale tokom rada računara. Danas se na matičnim pločama upotrebljavaju litijumske baterije koje se ne dopunjavaju tokom rada računara, ali zahvaljujući izuzetno maloj potrošnji CMOS memorije, traju vrlo dugo. Ako računar posle dužeg vremena počne da gubi sadržaj CMOS memorije, takve baterije se jednostavno zamjene novim, s tim da se posle toga mora ponovo proći kroz Setup i unijeti potrebne podatke.

3.1.12 Džamperi ( Jumpers ) i DIP prekidači

Posljednje komponente matične ploče su džamperi i DIP prekidači. Ove dvije komponente se koriste radi konfiguriranja različitih hardverski opcija na ploči. Na primjer, neki procesori koriste različite voltaže ( 1.5, 3.3, ili 5 volti ). Ploča se mora podesiti tako da osigurava odgovarajuću voltažu za procesor koji koristi. To se čini mijenjajući podešavanja na matičnoj ploči ili uz pomoć džampera ili DIP prekidača. Matične ploče često imaju ili nekoliko džampera ili jedan niz DIP prekidača. Zasebni džamperi su često obilježeni nazivom JPx ( gdje je x broj džampera).

14

Džameri i DIP prekidači3.1.13 Firmver (firmware)

Firmver je ime koje se daje bilo kojim softveru koji je upisan u čip iz koga se podaci mogu samo čitati ( ROM ) i može se pokrenuti bez dodatnih instrukcija primljenih od operativnog sistema. Većina kompjutera koristi firmver u nekom ograničenom obliku. Najbolji primjer za firmver je računarov CMOS program za podešavanje, koji se koristi za postavljanje opcija BIOS-a ( vrijem/datum, opcije za butovanje ). Također, neke kartice za proširenje kao što su SCSI kartice koriste svoj firmver alatke za podešavanje periferala.

4. MODELI MATIČNIH PLOČA

Postoji nekoliko modela matičnih ploča, a kada govorimo o modelu matične ploče mislimo na veličinu ploče i na fizičke dimenzije. Taj podatak nam određuje tip kućišta za određenumatičnu ploču. Uopćeno dostupni modeli matičnih ploča su: Backplane Systems LPX, Full- size AT ATX, Baby-AT NLX, LPX, ATX, NLX.

4.1 Backplane Systems

Sve ploče u stvari nemaju matičnu ploču. U nekim sistemima komponente koje se nalaze na matičnoj ploči su smještene na adapter kartici koja je priključena na utor. U takvim sustavima ploča sa utorima se naziva backplane, a ne matična ploča, a sustavi koji koriste ovu konstrukciju se zovu backplane systems. Postoje dva tipa backplane ploča: pasivni i aktivni.

Kod pasivnog tipa osnovna ploča ne sadrži nikakve električne spojeve, osim bus konektora i spojeve za drivere i međuspremnik. Svi spojevi nađeni na konvencionalnim matičnim pločama se nalaze na jednoj ili više kartica instaliranih u utore na ploči. Neki backplane sustavi koriste pasivni dizajn kod kojeg se cijeli sustav nalazi na jednoj matičnoj kartici koja se priključi na utor ploče, a to omogućuje lako nadogradnju cijelog sustava po potrebi. Popularni su kod industrijskih sustavaa koji se često nadograđuju.

Kod aktivnog oblika na ploči postoji više elektronike. Većina aktivnih backplane sustava sadrži sve što sadrži i matična ploča, osim procesora. Tako omogućujemo jednostavnu nadogradnju procesora mijenjajući samo jednu karticu, a to je jeftinije nego kad mijenjamo cijele matične kartice kao kod pasivnog backplane systema. Međutim ovakav oblik matičnih ploča nije poželjan jer su cijene mnogo veće nego kod kompletnih matičnih ploča drugih proizvođača.Oba dizajna, kompletna matična ploča i backplane sustava, imaju svojih prednosti i mana. Apple i IBM su promijenili tržište u sada tradicionalne sustave matičnih ploča sa utorima što je jeftinije za masovnu proizvodnju od backplane sustavaa.

Prednost backplane sustava je što se može nadograditi novim procesorom s boljim karakteristikama mijenjajući samo jednu karticu, dok kod pravih matičnih ploča mora se često mijenjati i sama matična ploča.

15

4.2 Full-size AT

Ove matične ploče su nazvane Full AT matične ploče jer izgledaju kao originalne IBM-ove AT ploče. Ploča je velike dimenzije i stane u Full-size AT i Tower kućišta. One se više ne proizvode zbog sve veće minijaturizacije.

4.3 Baby AT

Baby AT model je isti kao i originalna IBM XT matična ploča s malim prepravkama otvora za vijke da bi pristajala u AT kućišta. Ima specifično smještene konektore za tipkovnicu, miša i utore koji odgovaraju otvorima na kućištu. Skoro sve Full size i Baby AT modeli imaju 5- pinske DIN konektore za tipkovnicu. Baby AT model je danas najpopularniji zbog svoje fleksibilnosti.

4.4 LPX

Modele matičnih ploča LPX i Mini-LPX prvi je počeo proizvoditi Westrn Digital. On ih više ne proizvodi, ali su ih preuzeli drugi proizvođači. Smještaju se u Low Profile i Slimline kućišta. Cijena im je niska, ali imaju nekih različitosti s ostalim matičnim pločama. Njihova osobina je ta što su utori za proširivanje smješteni na karticu koja se priključi na matičnu ploču. Kartice se priključuju sa strane što nam omogućuje vodoravan dizajn kućišta. Još jedna osobina LPX modela je standardni smještaj konektora na zadnjem dijelu kućišta. Postoji red konektora za video (VGA 15-pin), jedan paralelni (25-pin) i dva serijska porta (9- pin) i Mini DIN PS /2 konektor za miša i tastaturu.

4.5 ATX

ATX je kombinacija najboljih osobina Baby AT i LPX modela s mnogim dodanim poboljšanim osobinama. ATX model je u stvari Baby AT matična ploča okrenuta sa drugačije smještenim napajanjem. Kod ATX modela potrebna su drugačija kućišta i napajanja od Baby AT i LPX modela. ATX poboljšava Baby AT i LPX modele u nekoliko velikih područja: Ugrađena ploča vanjskih I/O konektora. Zadnji dio matične ploče uključuje područje konektora koji je 6,25 inča širok i 1,75 inča visok. To omogućuje vanjskim konektorima da budu smješteni direktno na ploči i tako nema potrebe za kablovima koji se protežu od unutrašnjih konektora do zadnjeg dijela kućišta kao kod Baby AT modela.

ATX specifikacija uključuje i jednostruki konektor za napajanje koji se ne može nepravilno spojiti kao kod Baby AT ploča. Sadrži pinove za napajanje matične ploče sa 3,3 volta, što znači da ATX ploča nema potrebe za regulatorom napona koji je sklon greškama.CPU i memorijski modeli su premješteni da se ne miješaju s ostalim karticama i može im se lako pristupiti bez potrebe za isključivanjem nekih instaliranih kartica. Premješteni su bliže napajanju tako da hladnjak napajanja propušta zrak preko CPU-a i memorije.Unutrašnji I/O konektori za disketnu jedinicu i čvrsti disk su premješteni da budu bliže njihovim utorima i dalje od ostalih uređaja. Unutrašnji kablovi mogu biti kraći i prilikom pristupanja konektorima nema potrebe za isključivanjem nekog od uređaja.CPU i glavna memorija se hlade direktno iz napajanja tako da nisu potrebni posebni hladnjaci.. Može se dodati i filtar zraka što smanjuje prljavštinu unutar kućišta. ATX specifikacija nema potrebe za puno kablova u kućištu, potrebe za dodatnim

16

hladnjacima, regulatorima napona, koristi jedan konektor za napajanje, te je zbog svega ovoga manja cijena matične ploče i cijelog sistema uopće.4.6 NLX

NLX je zadnji izum u tehnologiji stolnih matičnih ploča. Sličan je LPX-u, ali je poboljšan sa najnovijom tehnologijom. Primarno ograničenje LPX ploče bila je fizička nemogućnost prihvaćanja novijih procesora zbog njihove veličine, a NLX ploče su specijalno dizajnirane da se nose s tim problemom. Prednosti NLX modela uključuju podrška za trenutne procesorske tehnologije. Ovo je važno kod Pentium II procesora, jer veličina cartridge kojeg koristi ovaj procesor može ograničiti korištenje procesora kod Baby AT i LPX ploča.

Fleksibilnost koju je imao backplane model je uključena u ovaj model što dopušta lako ugradnju novim matičnim pločama bez potrebe za rastavljanjem sistema na sastavne dijelove. Ovo uključuje AGP (Accelerated Graphics Port) rješenje grafike visokih karakteristika. USB (Universal Serial Bus) i visoke memorijske module i DIMM tehnologiju. Međutim ugrađena je i podrška za reprodukciju videa, poboljšane grafike i zvuka.

5. FORMATI MATIČNIH PLOČA

Najrašireniji format (standard) je ATX format matičnie ploče. U ostale poznate formate ubrajaju se: miniATX, microATX, PC/XT, LPX, miniLPX, ITX, NLX, FlexATX.U narednoj tabeli ću prikazati upoređivanje nekih formata matičnih ploča:

Tabela 1-Poređenje matičnih pločaFormat Dimenzije Utori

ATX 305 mm x 244 mm AGP / 6 PCI

microATX 244 mm x 244 mm AGP / 3 PCI

Mini ATX 284 mm x 208 mm AGP / 4 PCI

Mini ITX 170 mm x 170 mm 1 PCI

Nano ITX 120 mm x 120 mm 1 MiniPCI

BTX 325 mm x 267 mm 7

microBTX 264 mm x 267 mm 4

picoBTX 203 mm x 267 mm 1

FlexATX 229 mm x 191 mm AGP / 2 PCI

Najpoznatiji proizvođači matičnih ploča su:Intel, Gigabyte, Foxon, Asus, Abit, ECS, Epox, Albatron, ASRock, DFI, MSI i mnogi drugi. U narednom sadržaju koji slijedi izdvojio sam jednu od matičnih ploča.

17

6. PCI-Express 2.0 matična ploča - Chipset Intel X58

Razvoj tehnologije, posebno u smanjivanju jedinične veličine elementarnog tranzistora omogućilo je izradu moćnih procesorskih (CPU) i grafičkih (GPU) integriranih krugova. Želja da se poveća propusna moć između pojedinih sklopova računara dovela je do unapređenja koncepcije prikazane u ovom poglavlju.

Sve složeniji razvoji igara koji postaju grafički i procesorski zahtjevnije i u novijem dizajnu podržavaju višeprocesorske sisteme jedan je za poticaj prema novom dizajnu. Svemu ovome treba dodati izgled dizajna PC-a kao multimedijske platforme što u stvari znači uspješnu obradu video sadržaja. Uz sve ovo navedeno dobro će doći i aplikacije dizajnirane u znanstvene svrhe kao i sve rašireniji koncept primjene virtualnih računara. Bez dobre procesorske snage simulator mreže i mrežnih uređaja gotovo je neupotrebljiv. Samim tim i računalna programska podrška kao profesionalna pomagala postat će mnogo uspješnija. Višeprocesorski sustavi u jednom kućištu, točnije više međusobnom povezani procesorskih jezgri u funkcionalnu cjelinu razlog je dalje nemogućnosti uspješnog povećanja radnog takta procesora bez posljedice velikoga pregrijavanja.

Novi način dozvoljava povećanja radne prevencije pojedinih komponenti, povećanja radne frekvencije procesora i povećanje radnog napona električnih sklopova u svrhu bržeg prolaza elektrona kroz elemente integriranog kruga, a samim tim i povećanje karakteristika sustava u cjelini, a taj postupak je nazvan OVERCLOCKING što je usko povezano s načinom hlađenja komponenti. Ovdje je temperatura vrlo važna za ukupno povećanje karakteristika u sustavu što omogućava promjene osnovnih podešavanja u sustavu u BIOS-u.Dobra podrška mikroprocesora s više jezgri iz porodice Intel za kućnu i uredsku uporabu je matična ploča sa Chipset-om. Intel X58 za procesore tipa „Core i7“ predviđen za LGA 1366 podnožje, izrađeno u 45 nm tehnologiji s približno 730 miliona tranzistora.

Set logike Cipset-a uglavnom je podjeljen u dva dijela: North Bridge-IOH i South Bridge- ICH

○ North Bridge IOH čip (I/O HUB) nema integrirani grafički sustav. On podržava do 36 kondora koji se mogu konfigurirati kao 1x16 2x16 ili 4x8 sistem. On je povezan sa „South Bridge“ hub arhitektura koji vodi brigu o periferijama.

○ South Bridge ICH brine o vanjskim uređajima računara (I/O Controler Hub) i izrađuje se u dvije verzije sa (ICH10R) i bez (ICH10) integrirane podrške za RAID polje diskova. Uz sve ovo navedeno podržava i optičke uređaje kao što su (CD-DVD), USB i više kanalnu podršku za obradu zvuka HDA, te mrežnu podršku LAN komunikacije i vanjske uređaje povezane SATA uz pomoć dodatnih namjenski integriranih krugova.

18

Blok shema Intel-X58 chipset-a/Intel-DX58SO PCI-Express 2.0 matična ploča

Sama tiskana ploča (PCB-Printed Circuit Bord) izrađuje se u osam slojeva, što je čini tehnološki zahtjevnijom u odnosu na starije šestoslojne ploče, a samim tim i u krajnjoj izradi skupljom. Kod nje se ne mogu ni raspoznati vodovi koje slojeve sadrže. Komponente ukomponirane oko Chipset-a uobičajene su za ovu porodicu matičnih ploča. Animirani natpisi nadopunjuju se redoslijedom kako bi od prilike odgovarali redoslijedu aktiviranja pojedinih sklopova uređaja na matičnoj ploči po uključivanju računara.Tabelu koju ću prikazati opisuje sustav i mogućnosti prikazane matične ploče.

Tabela 2-Sastav i mogućnosti matične pločeForm Factor ATX (304.80mm x 243.84mm)

BIOS Intel® BIOS resident in the SPI Flash device

Processor Intel® Core™ i7 processor

Processor socket LGA 1366

Chipset

Intel® X58 Express Chipset:- Intel® X58 I/O Hub (IOH)- Intel® 82801IJR I/O Controller Hub(ICH10R)Advanced Super I/O for Desktop Winbond WPCD376I

Integrated Graphics No

External Graphics Full support for ATI CrossfireX technology

Memory - Maximum Supported

16 GB (4 x 240 pin DDR3 non-ECCSDRAM socket)

Memory Frequency (refer to TPSfor configuration requirements)

Triple channel Non-ECC DDR3800/1066/1333 MHz (3 DIMM)

Audio

8-channel (7.1) Dolby Home Theater*audio subsystem with five analog audio outputsand two S/PDIF digital audio outputs(coaxial and optical) - RealTek* ALC889

19

S/PDIF 1 optical port + 1 onboard 3-pin connector

LAN Controller

Gigabit (10/100/1000 Mb/s) LAN subsystem(Intel® 82567LM Gigabit EthernetController)

USB Connectors 12 (8 external ports + 4 onboard connectors)

PCI slot 1

PCI Express 2.0 x16 slot 2

PCI Express 2.0 x4 slot 1

PCI Express 1.1 x1 slot 2

SATA (ports) 6 (3 Gb/s per port)

eSATA port with RAID (ports)

2 (RAID 0, RAID 1; Marvell* controller88SE6121)

PATA (ports) No

IEEE-1394a Ports (OHCI / PHY)

1 + 1 onboard connector (Texas Instruments*TSB43AB22A)

Intel® Matrix Storage technology

yes (SATA; RAID 0, RAID 1, RAID 0+1,RAID 5) with ICH10R

Hyper-Threading technology support yes

Intel® Express BIOS Update yes

Podrška za PATA je skroz izostavljena. Nema ni PS/2 paralelnih i serijskih priključaka. Chipset ili neki dodatni integrirani krug ih ne podržava, što znači da su neke vrste komunikacija sada u mirujućem stanju, ali ima proizvođača koji izrađuju kartice koje sadrže komponente PCI ili PCI-E po nekadašnjim standardima. Ova prikazana matična ploča koristi tri nezavisna kanala s jednim utorom, dok kanal A ima dva utora.Memorijski upravljač podržava dva moda rada:

Triple/Dual Channel mode- Više kanalni mod koji je moguć ako su tri/dva utora popunjena identičnim memorijskim modulima (utori plave boje sa slike). Drugi utor (crni) prvog kanala se ne koristi. Sistem će raditi i sa jednim memorijskim modulom, ali to sa gledišta kanalnog pristupa memoriji nema smisla.

Single channel mode se koristi kada su raspoloživi memorijski moduli različitog kapaciteta (crni utor i plavi utor do njega sa slike). Inače se ne koristi ako nije baš potrebno.

20

U sljedećoj tabeli prikazat ću memorijsku mapu:

Tabela 3-Memorijska mapaAddress Range (dec) Address Range (hex) Size Description

1024 K - 16777216K

100000 -3FFFFFFFF

16382 MB Extended memory

960 K - 1024 K F0000 - FFFFF 64 KB Runtime BIOS

896 K - 960 K E0000 - EFFFF 64 KB Reserved

800 K - 896 K C8000 - DFFFF 96 KB Potential availablehigh DOS memory (open to the PCI Conventional bus). Dependent on video adapter used.

640 K - 800 K A0000 - C7FFF 160 KB Video memory andBIOS

639 K - 640 K 9FC00 - 9FFFF 1 KB Extended BIOS data(movable by memory manager software)

512 K - 639 K 80000 - 9FBFF 127 KB Extendedconventional memory

0 K - 512 K 00000 - 7FFFF 512 KB Conventionamemor

Usporedno sa ovim je razvijen i dizajn matičnih ploča kome nije potreban veći memorijski prostor. Sklopovi X58 matične ploče omogućavaju izbjegavanje preklapanja memorijskih adresa prema mapi koju definira konvencionalna I/O logička adresna shema.

Izrađuje se nova mapa fizičke memorije koja obuhvata područje nakon konvencionalne granice od 4GB, te se vrši logičko preračunavanje u svrhu dohvata određenoga mjesta nakon navedene granice uz operativni sustav koji može adresirati više od 4GB radne memorije. Osim ovoga navedenog grafičke kartice moraju prepoznavati ispravno navedenu memorijsku shemu kako bi se na monitoru računara mogla ispravno prikazivati stanje aplikacija. U tom smislu grafička karta mora zadovoljiti kompatibilnost s EGA, CGA i MDA standardima. Neke grafičke karte sve ovo navedeno i ne zadovoljavaju.

Povećanje broja fizičkih adresa 32 bit-nog operativnog sustava u pogledu memorijski lokacija RAM-a moguće je ako se broj jezgra operativnog sustava proširi sa 32 na 36, a tako se omogući fizička memorija do 64GB. Ovo omogućavaju izdanja Windows Vista OS, Mac OS X, neke novije verzije Linux jezgra, uz upotrebu procesora koji podržava Intel Pentium PRO. Pristup fizičke memorije više 4GB mora omogućiti mikroprocesor, matična ploča (Chipset i BIOS) i operativni sustav. Ako bilo koji od navedenih sklopova računara navedeno ne podržava pristup fizičke memorije preko konvencionalne granice od 4GB nije moguć.

21

Ova mogućnost kod 32 bit-ne verzije WindowsXP operativnog sustava putem Microsoft AWE API-a sustava nije baš od značaja.

Procesor „Intel-Core i7“ u osnovi je četvero jezgreni CPU s podnožjem LGA 1366 izrađen u45nm tehnologiji. Sadrži po svakoj jezgri 64KB L1 međumemorije i 256KB L2 međumemorije izvršnu logiku jezgre, logiku za predviđanje grananja i ostale dijelove jezgrine arhitekture. Osim nove arhitekture i integriranog memorijskog upravljača, Core i7 svoju brzinu može zahvaliti integriranoj L3 međumemoriji zajedničkoj svim jezgramaprocesora i Huper-Threading (HT) tehnologiji, osam simultanih niti na četvero jezgrenom čipu. Navodi se 40% brže kodiranje video sadržaja u odnosu na Core2, u stvari preciznije se radi o mikroprocesorskom sustavu koji može podržati 2 do 8 jezgri i u skladu sa tome 4 do 16 tokova za prijenos podataka pomoću SMT, dizajniranom za serverske i moćnije PC platforme, što se operativnom sustavu predstavlja kao dvostruki broj logički jezgri od broja fizičkih jezgri mikroprocesora.

Sa HT se u stvari vrši izvođenje više zadataka od jednom i tako se skraćuje vrijeme za izvršenje nekog određenog zadatka.

Veću otpornost podnožja procesora na savijanje uzrokovano zbog fizičkog naprezanja podloge radi toplote zahtjeva povećan broj kontakata, te je zbog toga implementirano rješenje s metalnom podlogom s donje strane matične ploče koje je s gornjim dijelom kućišta mikroprocesora povezano sa četiri vijka.

Kućište procesora od 1366 pin-ova zauzima više mjesta u odnosu na dosadašnji dizajn. Zbog toga su potrebni veći hladnjaci, a i pin-ovi nisu okrugli pa to omogućava njihovu veću gustoću i međusobno manji razmak, svega 0,4mm. Visoka temperatura tokom rada uzrokuje savijanje podloge te je zbog toga potreban veći broj pin-ova zbog potrebe povećanja vodova prema memorijskim utorima. Razvijenu toplotu tokom rada treba smanjiti pomoću određenog hladnjaka. Zbog toga se ukazuje potreba za dodatnom mehaničkom kompenzacijom u vidu metalne podloge ispod višeslojne štampane ploče. Novi dizajn nema dobro rješenje pošto je nadogradnja starijih sistema nemoguća. Slabije verzije novodizajniranog mikroprocesora imaju oznaku Core i5 i Core i3, a pripada ima podnožje LGA 1156. Oni koncepcijski napreduju jer sadrže upravljač prema grafičkom podsustavu računara. Intel također ima u ponudi verziju procesora Core i7 za podnožje LGA 1156.

Core i7 je razvijen s namjerom upotrebe višeprocesorskom i serverskom okruženju i ima sjajnu osnovu. U skladu sa potražnjom na tržištu broj jezgri ili procesora mikroprocesor će se nuditi s jednom ili više QPI sabirnica koje će povezati procesor s ostalim procesorima u sustavu, ali i procesor sa Chipset-om svaki sa propusnošću od 25GB. Nove verzije operativnih sustava Windows i OSX dizajniraju se da ovo mogu iskoristiti.

22

7. ZAKLJUČAK

Matična ploča je srce računala, a ujedno i najviše zanemaren dio hardvera. Namjera matične ploče jest povezati sve dijelove računala, dakle memoriju, procesor, te diskove i svu ostalu periferiju, a sve to uz što moguće manje muke i što je moguće brže. Matične ploče su zapravo vrlo specifične po svojem razvoju i utjecaju na tržište. Za razliku od svih ostalih hardverskih novotarija i novih tehnologija, koje se razvijaju više-manje neovisno jedna o drugoj, o razvoju matičnih ploča ovisi uspjeh ili propast većine novih tehnologija. Istina, ne u potpunosti, no jednim dosta značajnim dijelom ipak ovisi.

Matične ploče današnjice zapravo možemo razlikovati na nekoliko različitih načina. Osnovna razlika je prema chipsetima, a samim tim i prema procesoru koji podržavaju. Svaki procesor ima svoj specifičan chipset, prilagođen komunikaciju upravo s tim procesorom. Specifičnost matične ploče, osim chipseta, jest i podnožje koje procesor koristi, čime se zapravo definira koje će se točno modele procesora moći ugraditi u određenu ploču. Jedan od najvažnijih faktora stabilnog rada sustava je upravo sastavljanje računala.U principu, računalo započinjemo sastavljati odabirom procesora koji želimo koristiti, čime sužavamo mogući izbor matičnih ploča. Kada je procesor odabran, preostaje nam još jedna odluka: uzeti matičnu ploču koja ima na sebi integriranu i dodatnu perifernu opremu, ili se pak opredijeliti na ploču koja je samo to, matična ploča, a svu opremu pribaviti zasebno.Integracija periferne opreme na novije matične ploče nije nešto neobično. To je trend koji se pojavljuje već godinama, a ide prema tome da se proizvode matične ploče koje će biti prilagođene određenoj namjeni, primjerice uredu, kako bi se cijene računala i dalje mogle smanjivati.

Moguća periferna oprema koju nalazimo na pločama – različita je. Zvučne i mrežne kartice postale su gotovo standardni dio svake matične ploče. Uz njih, tu su često i dodatni kontroleri za diskove, video sklopovi, modemi, dodatni USB kontroleri i dr.Integracija ide toliko daleko da postoje ploče koje imaju integriranu svu prethodno navedenu opremu, što znači da nam je za kompletan sustav dovoljna jedna ovakva matična ploča, procesor, memorija i disk, što odmah podrazumijeva i znatno jeftinije računalo. Ovakve ploče proizvode se u milijunskim serijama, što jamči nižu cijenu. Jedini problem ovakvog pristupa su poteškoće koje nastaju kada neku od komponenti koja je integrirana, primjerice grafička kartica, odlučimo zamijeniti dodatnom karticom. Slabije (jeftinije) ploče ponekad nemaju mogućnosti ispravnog isključivanja integrirane komponente, pa su u tijeku rada mogući konflikti.

U posljednje vrijeme gotovo da i nema „čistih“ matičnih ploča, nego praktički svaka od njih ima neki dodatni sklop. Najčešće je riječ o zvučnoj kartici, koja je na novim matičnim pločama dio koji smatramo serijskom opremom. Isprva su ove zvučne kartice bile relativno nekvalitetne, no u međuvremenu su se dovoljno tehnološki usavršile, tako da sada mogu zadovoljiti i zahtjevnog korisnika.

23

8. LITERATURA

http://www.zi comp.ba/mati cne pl oce .html

http://www.docsto c.c om/do cs/201665/M ati cne _pl oce

http://www.i nf ormati k a.buzdo.com/s370.htm

h tt p :// w ww . z o k i . h r / s k o l a /m a t i c n a p l o c a . h t m